空间环境与模拟微重力环境对高等植物试管苗的影响

在空间环境中,微重力是一个很重要的因素之一,但空间环境又不完全等同于微重力环境,它还同时存在宇宙辐射等其他因素。本文重点探索空间环境与模拟微重力环境对高等植物试管苗细胞亚显微结构的影响,以及同工酶变化和RAPD分子标记的初步结果。通过对高等植物的试管苗(月季、树莓、马铃薯、香石竹、人参果)分别进行的模拟微重力实验及空间飞行实验,发现模拟微重力条件与空间环境对植物试管苗的生长过程中细胞超微结构既有相同的作用,又有不同的作用。     

微重力和模拟微重力对植物生长发育的影响

综述了目前有关采用空间飞行器及地基模拟回旋器在研究微重力和模拟微重力条件影响植物个体生长发育方面的研究进展，着重讨论了微重力和模拟微重力对植物内在生理生化特性的变化的影响，研究表明植物对微重力的应激反应首先是引起细胞内钙分布、浓度发生变化，并又以钙作为第二信使介导相关酶活性发生变化。指出今后的研究应着重于相关基因的差异表达及微重力改善陈种萌发活力、次生代谢产物积累、原生质融合等方面的机理及应用模式研究。     

模拟微重力下RhoA活性对小鼠骨髓间充质干细胞的影响

研究模拟微重力对骨髓间充质干细胞形态、细胞骨架、粘附性的影响,探讨RhoA活性与模拟微重力效应之间的关系.在模拟微重力下培养C75BL/6小鼠骨髓间充质干细胞,通过GST-CNFγ特异性维持RhoA活性,免疫荧光染色检测微丝和粘着斑蛋白（Vinculin）变化,Western blot检测RhoA蛋白和Vinculin变化.结果显示,模拟微重力可造成RhoA活性下降,并造成细胞形态和细胞骨架改变,粘附性下降.CNFγ可以维持RhoA活性,较单纯模拟微重力组,模拟微重力加CNFγ处理组上述细胞改变在一定程度上得以逆转,表明模拟微重力可能通过抑制RhoA活性影响细胞骨架和粘附.     

短期模拟微重力对SD乳鼠海马组织细胞的效应

 为了探究模拟微重力对新生乳鼠海马脑区的影响,将新生1 d SD(Sprague Dawley)鼠的海马脑区分别做组织块培养和原代细胞培养,将培养物随机分为模拟微重力组1 d组和地面对照组。回转1 d后,用苏木精-伊红染色法(HE染色)、显微镜观察等方式检测组织块表面及内部形态变化,并用流式细胞术检测原代细胞的凋亡情况。通过明场和相差显微镜观察到与对照组相比,组织块经过1 d的模拟微重力刺激后,其厚度发生变化,组织块边缘变薄,透光度增加;HE染色结果显示,与对照组相比,模拟微重力组组织块内部细胞分布散乱。流式细胞仪检测结果显示,原代细胞在经过1 d的模拟微重力刺激后,其细胞凋亡率与对照组相比无显著差异。以上实验结果说明,经过1 d的模拟微重力后,海马组织块的表面和内部形态发生了较大变化,但凋亡率和地面对照组的相比无显著差异。     

模拟微重力抑制间充质干细胞增殖机制的研究

研究微重力对间充质干细胞增殖影响的潜在机制.用随机定位仪模拟微重力(SMG),培养小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs),检测SMG对BMSCs增殖,细胞骨架,以及对细胞的黏附和增殖重要信号分子表达的影响.结果显示,在SMG下,BMSCs增殖受到抑制;细胞微丝结构和分布异常;细胞形态改变;黏着斑激酶(FAK)表达下降;细胞生长信号分子ERK1/2和Akt的磷酸化水平以及p85β表达下降.结果表明,模拟微重力条件下的细胞骨架改变、细胞黏附性降低和细胞增殖的信号通路相互作用,导致对骨髓间充质干细胞增殖的抑制作用.     

模拟微重力大鼠T淋巴细胞发育异常的初步研究

对模拟空间微重力条件下大鼠T细胞发育受阻的神经免疫调节机理进行初步探究.采用流式细胞检测技术测定模拟微重力大鼠胸腺中不同发育阶段T淋巴细胞的数量变化,用ELISA法测定胸腺组织中去甲肾上腺素(NE)和内源性糖皮质激素(GC)的含量.结果表明模拟微重力模型大鼠出现明显胸腺萎缩(p<0.05),CD3⁺CD4⁺CD8^-和CD3⁺CD4^-CD8⁺T细胞数量明显减少(p<0.05);模拟微重力大鼠胸腺中NE和GC含量有升高的趋势.模拟微重力大鼠胸腺中发生了从双阳性T细胞向单阳性T细胞的发育阻滞,这种异常可能与神经内分泌免疫调控相关.     

微重力细胞培养与组织工程

组织工程主要致力于组织和器官的形成和再生，其核心就是建立细胞与生物材料的三维复合体，形成具有生命力的活体组织，用于对病损组织进行形态结构和功能的重建并达到永久性替代。目前有关微重力和模拟微重力条件下细胞体外生长的研究提示微重力培养环境有利于细胞体外增生，维持有功能的细胞长期生长，并且有助于形成组织样结构，使培养得到的组织更接近于活体组织。因此微重力细胞培养为组织工程的研究开辟了新的前景。     

空间生物学研究的地面模拟技术进展

 空间生命科学研究日益重要,但是由于受到稀少空间实验机会和高昂实验成本等条件制约,目前对空间环境的地面模拟技术要求更加迫切.在较系统地分析现有微重力环境模拟技术的技术特点和适用范围的基础上,结合未来多因素耦合研究的发展趋势,提出了采用激光光阱技术模拟微重力环境的建议.激光光阱操纵生物细胞的非接触性、光穿透性和定位性有助于获得较好的模拟效果.激光光阱技术与单细胞定点单离子辐射技术良好的相容性和互补性有助于开展微重力与辐射的耦合影响研究.     

模拟微重力对热诱导的人外周血淋巴细胞热休克蛋白70mRNA表达的影响

采用RT-PCR方法,观察了-6°头低位卧床7d模拟微重力对热诱导的人外周血淋巴细胞中热休克蛋白70(hsp70)mRNA表达的影响.结果表明:常温条件下,模拟微重力组与对照相同;高温直立组和高温模拟微重力组hsp70mRNA表达均显著增加;但高温模拟微重力组明显低于高温直立组.提示模拟微重力可抑制热诱导的hsp70mRNA表达.这种抑制作用可能是航天热应激时人体调节能力降低的机制之一.     

人脂肪来源干细胞在模拟微重力环境中的生长特性

种子细胞体外的规模化扩增和结构、功能的维护是组织工程化组织构建的关键环节．多项研究显示三维模拟微重力环境对细胞的培养、自我更新、形态功能等生物学特性的维护非常有利．文中利用旋转式细胞培养系统（RCCS）结合微载体培养技术对人脂肪组织来源干细胞（hADSCs）进行了规模化培养的初步探索．通过细胞增殖曲线、染色体核型、流式细胞仪分析和分化能力等检测表明FACT Ⅲ微载体与hADSCs具有理想的生物相容性，在模拟微重力环境条件下，细胞在其表面生长并分泌大量细胞外基质，使得培养的细胞更好地维持其增殖、分化等基本生物学特性．该实验研究为组织工程种子细胞的培养及该过程中细胞功能老化、凋亡等问题的解决提供一定的理论支持和技术思路．     

漂浮基空间机械臂的三维微重力环境模拟方法探讨

首先针对空间机械臂微重力模拟方法的国际现状,分别从运动轨迹、模拟精度、建造周期及经济性等方面进行了详细综述。考虑到空间机械臂的三维运动特征,对三维空间微重力模拟这一难点问题进行了论述,进而提出了剪式三维气浮微重力环境模拟装置的方案,该方案具有较大伸缩比,结构紧凑,通过利用气浮法的优点解决了水平随动问题,集成力反馈伺服控制系统解决了竖直方向随动问题,该方案为做复杂运动的空间机械臂提供了灵活的微重力模拟环境。     

模拟微重力对人脑神经组织细胞骨架和凋亡的影响

探讨模拟微重力效应对神经组织形态结构、骨架系统和凋亡的影响.原代培养人脑癌旁细胞7 d后,一组回转,另一组静置.倒置显微镜和透射电镜观察细胞大体形态及超微结构,扫描电镜观察细胞表面微细形貌;用TRITC标记的二抗和FITC标记的鬼笔环肽分别显示β-tubulin和F-actin的分布.回转时间延长至7、14 d后细胞体明显变大,细胞对基底的贴附能力显著下降.14 d回转组胞浆内细胞器结构变少,线粒体断裂同时相互离散,并有大量空泡.回转组胞质内β-tubulin和F-actin表达明显减少,F-actin绕核呈环,分布紊乱,且1个细胞核解离成几个微核.结果表明,模拟微重力一周能明显影响神经组织细胞的大体形态及超微结构,同时引起骨架蛋白的高度紊乱并伴随细胞凋亡的发生.     

微重力环境下Notch信号对神经干细胞分化的影响

基于微重力条件下神经干细胞的分化情况,结合Notch信号通路对神经干细胞分化的影响,论述模拟微重力对神经干细胞分化产生影响的可能分子机制。     

微重力下两相流动沸腾换热研究──关于地面模拟实验的可行性分析Ⅰ~*

通过对微重力和重力场下流场特点的比较，基于动量力，从地面上模拟微重力下的两相流动和受迫核态沸腾换热两方面出发，提出了地面上模拟微重力下两相流动沸腾换热的可行性条件：竖直试验段两相流速必须超过某一极限，试验段出口的气相含量也必须满足一定的要求．这些为该试验的开展奠定了初步的理论基础．     

微重力下两相流动沸腾换热模拟试验台采集控制系统设计

介绍了微重力下两相流动沸腾换热模拟试验台的系统构成,并设计了一个基于Ｗｉｎｄｏｗｓ９５／９８／ＮＴ的多线程实时数据采集控制系统,以此对微重力下两相流动沸腾换热模拟试验台的系统进行多点测量及控制。     

微重力下两相流动沸腾换热研究

通过对微重力和重力场下流场特点的比较，基于动量力，从地面上模拟微重力下的两相流动和受迫核态沸腾换热两方面出发，提出了地面上模拟微重力下两相流动沸腾换热的可行性条件，竖直试验段两相流速必须超过某一极限，试验段出口的气相含量也必须满足一定的要求，这些为该试验的开展奠定了初步的理论基础。     

微弹侵入植物细胞过程的力学分析

建立了植物细胞的力学模型。在此基础上，分析了微弹侵入植物细胞的过程，提出了微弹侵入植物细胞的判据和必要条件，并进行计算机模拟分析。     

微重力条件下气固两相界面耦合燃烧的数值模拟

在建立气固两相界面耦合燃烧计算模型的基础上，对微重力条件下火焰在固相可燃物表面的蔓延过程进行了三维非稳态数值模拟．考虑气相燃烧过程的同时，对固相可燃材料也用有限差分法研究其内部的传热和热解过程，给出了体现两相耦合作用的相界面处理方法．还研究了强迫流动对微重力火蔓延的影响．为了分析对比，进行了正常重力条件下的计算．数值模拟得了微重力燃烧的一些基本特点，结果令人满意．     

重力对压缩机气液分离器回油影响分析及数值模拟

蒸汽压缩式热泵作为空间热控制系统对未来航天有着重大的意义,而蒸汽压缩式热泵的核心部件之一是压缩机。为了探究重力对压缩机气液分离器回油特性的影响,对常重力和微重力环境下回油进行分析并开展数值模拟。建立了气液分离器的数学模型,并利用Fluent软件对其内部的气-油混合物进行了数值模拟,探讨了重力对润滑油相分布的影响以及润滑油量和速度对在微重力下流场的影响。数值模拟的结果表明,当压缩机入口速度大于10m/s或重力加速度小于0.04m/s²时,制冷剂和润滑油的混合物可平稳回流。尽管微重力下气液分离器可以正常运行,但是会使大量润滑油进入压缩室,造成压缩恶化,严重影响压缩机的性能,后续会针对微重力下润滑油大量进入压缩室造成的压缩恶化对压缩机进行微重力适应性改造。     

流动沸腾中加热面方向角对其换热影响的分析

在地面上模拟微重力下流动沸腾换热规律的试验中,加热面布置形式是极其重要的一个环节,方向的不同就意味着地球重力场对流动沸腾换热作用的变化．在浮力对不同方向角下流动沸腾换热影响分析的基础上,提出了采用立式上升流和下降流来作为地面模拟微重力下流动沸腾试验的加热面布置形式,通过对这两种工况的比较研究可以典型地说明重力场对流动沸腾换热的影响．